12 V vs. 24 V: Was ist für Ihr Batteriesystem am besten?

Beim Einrichten von Solarstromsystemen oder netzunabhängigen Energielösungen ist die Debatte zwischen 12 V und 24 V ein häufiges Dilemma. Ob bei der Ausstattung eines Hauses, eines Wohnmobils, eines Bootes oder eines Backup-Systems – die Entscheidung hängt oft davon ab, die Nuancen zwischen diesen beiden Spannungsoptionen zu verstehen.

Egal, ob Sie Ihren Stromspeicher aufrüsten oder ein neues System von Grund auf neu entwerfen, das Verständnis der Unterschiede zwischen 12 V und 24 V kann Ihnen helfen, eine fundierte Entscheidung zu treffen. In diesem Artikel untersuchen wir wichtige Vergleiche zwischen den beiden Spannungen, einschließlich Leistung, Effizienz und praktischen Anwendungen.

Grundlagen zur 12-V- und 24-V-Batterie

Wenn wir 12-V- und 24-V-Systeme vergleichen, beziehen wir uns auf die Nennspannung – die durchschnittliche Spannung, die ein Batteriesystem unter normalen Betriebsbedingungen liefert.

Beispielsweise bestehen LiFePO4-Batteriebänke typischerweise aus 3,2-V-Batteriezellen mit einem Spannungsbereich von 2,5 V bis 3,65 V.

Ein 12V-System besteht aus 6 Zellen , die einen Spannungsbereich von 11,5V bis 12,8V haben.

Ein 24-V-System besteht aus 12 Zellen mit einem Spannungsbereich von 23 V bis 25,6 V. Ein Spannungsdiagramm kann dabei helfen, die Spannungsniveaus für verschiedene Batteriekonfigurationen zu visualisieren.

Darüber hinaus können Sie durch Reihenschaltung ein 24-V-System mit 12-V-Batterien aufbauen . Indem Sie den Pluspol einer 12-V-Batterie mit dem Minuspol einer anderen verbinden, verdoppeln Sie effektiv die Spannung, während die Gesamtkapazität gleich bleibt.

Diese Flexibilität kann jedoch manchmal zu Verwirrung führen, wenn es um die Wahl zwischen 12 V und 24 V geht.

12 V vs. 24 V, was ist der Unterschied

Welches ist mit verschiedenen elektrischen Systemen kompatibler

12-V-Systeme sind die häufigste Wahl für Autos, Wohnmobile, Boote und kleine netzunabhängige Anlagen . Einer der Hauptgründe dafür ist die große Verfügbarkeit von 12-V-Lasten auf dem Markt. Viele Haushaltsgeräte, Werkzeuge und Elektronikgeräte sind für den Betrieb mit 12 V ausgelegt, sodass es einfacher ist, kompatible Geräte zu finden . Von Lampen und Ventilatoren bis hin zu Kühlschränken und Fernsehgeräten finden Sie eine größere Auswahl an handelsüblichen 12-V-Geräten als ihre 24-V-Gegenstücke.

24-V-Systeme sind zwar weniger verbreitet, werden aber oft in größeren Anlagen wie großen Wohnmobilen, Sattelschleppern und in der Schifffahrtsindustrie verwendet . Sie sind besonders nützlich in Systemen, bei denen ein höherer Strombedarf besteht oder bei denen die Verkabelung eine größere Entfernung ohne übermäßigen Spannungsabfall überbrücken muss. Der Markt für 24-V-Geräte ist jedoch spezialisierter und Sie finden möglicherweise weniger Optionen als für 12-V-Geräte.

Welcher Speicher mehr Leistung

Die Wahl zwischen 12 V und 24 V beeinflusst auch die Entscheidung bezüglich der Ah-Kapazität der Batterie . Beim Vergleich von Energiespeichern sind die Spannung und die Amperestundenzahl (Ah) der entscheidende Faktor. Die Energiekapazität einer Batterie wird in Wattstunden (Wh) gemessen und berechnet als Spannung x Amperestunden .

Beispielsweise speichert eine 24-V-100-Ah-Batterie 2,4 kWh Energie, während eine 12-V-100-Ah-Batterie 1,2 kWh speichert, also die Hälfte dessen, was eine 24-V-Konfiguration speichern würde. Um die gleiche Energiespeicherkapazität wie eine 24-V-100-Ah-Batterie zu erreichen, benötigen Sie eine zusätzliche 12-V-100-Ah-Batterie. Sie haben zwei Möglichkeiten:

• Verbinden Sie zwei 12 V 100 Ah-Batterien in Reihe, um ein 24 V 100 Ah-System zu erstellen, das 2,4 kWh Energie speichert, was der Kapazität der 24 V 100 Ah-Batterie entspricht.
• Verbinden Sie zwei 12 V 100 Ah-Batterien parallel, um ein 12 V 200 Ah-System zu erstellen, das 2,4 kWh speichert, die gleiche Energiemenge wie die 24 V 100 Ah-Batterie.

Lesen Sie unseren entsprechenden Artikel zu Batterieanschlüssen, um die Unterschiede zu erfahren, oder sehen Sie sich unsere Anleitung zur Umrüstung von 12-V-Batterien auf 24-V-Batterien an.

Das macht mehr Leistung

Die Leistungsabgabe hängt von der Batteriespannung und der angeschlossenen Last ab. Gemäß der Leistungsformel Leistung = Spannung × Strom ergibt sich bei gleicher Last (also gleichem Strom) eine höhere Spannung für eine höhere Leistungsabgabe.

Wenn wir beispielsweise einen 40-A-Laderegler verwenden, können wir den Unterschied deutlich erkennen. Bei einem 12-V-System beträgt die Leistungsabgabe 480 W (12 V × 40 A), während sie bei einem 24-V-System 960 W (24 V × 40 A) beträgt. Das bedeutet, dass das 24-V-System bei gleichem Strom die doppelte Leistung des 12-V-Systems erzeugt.

Was ist effizienter

Realistisch betrachtet ist der Strom das, was Ihre Geräte tatsächlich antreibt, und beide Systeme können den gleichen Strombedarf decken, indem sie die richtige Kombination aus Spannung und Strom liefern.

Um beispielsweise ein 1000-W-Gerät mit Strom zu versorgen, benötigt ein 12-V-System etwa 84 Ampere, während ein 24-V-System nur 42 Ampere benötigt. Und der Amperefluss bestimmt die Kabelgröße . Da ein 24-V-System weniger Strom verbraucht, sind dünnere und weniger teure Kabel erforderlich, was die Kosten senkt und Energieverluste minimiert. Ein 12-V-System mit höherem Strom erfordert dickere und teurere Kabel, was zu höheren Kosten und geringerer Effizienz führt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein 24-V-System Strom effizienter liefert und daher für Anwendungen mit hohem Bedarf oder längerer Nutzung die bessere Wahl ist.

Was ist platzsparender

Ein 12-V-System benötigt möglicherweise mehr Batterien, um die gleiche Energiemenge (kWh) bereitzustellen wie ein 24-V-System mit der gleichen Amperestundenkapazität (Ah).

Außerdem benötigen 12-V-Systeme in der Regel mehr Strom, um die gleiche Leistung zu erzeugen, was bedeutet, dass Sie dickere Kabel benötigen und die Installation aufgrund der zusätzlichen Verbindung mehr Platz beanspruchen kann. Insgesamt kann es sperriger sein, insbesondere wenn Sie mehrere Batterien verwenden.

Ein 24-V-System benötigt weniger Strom, um die gleiche Leistung zu liefern, was bedeutet, dass Sie dünnere Kabel verwenden können. Dadurch sparen Sie Platz und Kosten für die Verkabelung, während gleichzeitig die Systemeffizienz verbessert wird.

Wenn bei Ihrem Aufbau nur wenig Platz zur Verfügung steht, ist ein 24-V-System möglicherweise die bessere Wahl, insbesondere bei großen Aufbauten oder Systemen, die lange Kabelwege erfordern.

Was ist einfacher zu installieren

Bei kleineren Installationen ist die Installation einer 12-V-Batterie einfacher, da die Verkabelung unkompliziert ist. Wenn Sie jedoch auf 24 V aufrüsten , müssen Sie Reihenschaltungen herstellen, indem Sie zwei 12-V-Batterien miteinander verbinden, was die Komplexität erhöht .

Die Installation eines 24-V-Batteriesystems vereinfacht das System, da die Anzahl der Anschlüsse verringert und der Energieverlust minimiert wird. Wenn Sie jedoch über einen 12-V-Generator aufladen – was bei kleineren Fahrzeugen oder älteren Systemen üblich ist –, benötigen Sie einen 24-V-zu-12-V -DC-DC-Wandler , um die Spannung zu erhöhen. Dies erhöht die Installationskomplexität und kann zu Energieverlusten führen, die von der Qualität des Wandlers abhängen.

Beim Vergleich des Energieverlusts eines DC-DC-Wandlers mit der seriellen Verkabelung einer 12-V-Batterie gibt es keine eindeutige Antwort, da sowohl die Effizienz des Wandlers als auch die Kabellänge den Gesamtverlust beeinflussen. Ein hochwertiger Wandler arbeitet normalerweise mit einer Effizienz von etwa 95 %, dies kann jedoch variieren, während längere Kabel den Verlust aufgrund des Widerstands erhöhen können. Beide Faktoren hängen von Ihrem Systemaufbau ab.

Vor- und Nachteile von 12-V- und 24-V-Batteriesystemen

Damit Sie die Vor- und Nachteile von 12-V- und 24-V-Systemen besser verstehen, finden Sie hier eine Vergleichstabelle basierend auf den oben besprochenen Schlüsselfaktoren:

Faktor	12V-Anlage	24V System
Kompatibilität	Weitgehend kompatibel mit 12-V-Geräten.	Weniger 24-V-Geräteoptionen.
Batterie-kWh-Kapazität (bei gleicher Ah-Kapazität)	Weniger Stromspeicherung.	Mehr Stromspeicher.
Leistungsabgabe (bei gleichem Amperestrom)	Bietet eine geringere Leistung bei gleichem Strom (z. B. 120 W bei 10 A).	Liefert die doppelte Leistung bei gleichem Strom (z. B. 240 W bei 10 A).
Wirkungsgrad (bei gleicher Leistungsabgabe)	Weniger effizient aufgrund höherer Stromstärke und größerer Kabel.	Niedrigere Stromstärke und kleinere Kabel sorgen für mehr Effizienz.
Platzsparend	Benötigt mehr Platz bei Systemen mit mehreren Akkus.	Kompakter, platzsparend.
Installationsaufwand	Bei kleineren Setups ist die Installation einfacher, für 24 V sind jedoch Reihenschaltungen erforderlich.	Unkomplizierte Installation für eine einzelne 24-V-Batterie, für den 12-V-Ausgang ist möglicherweise jedoch ein Gleichstromwandler erforderlich.
Kosten	Im Allgemeinen günstiger für kleinere Setups, weithin verfügbar.	Bei Batterien mit höherer Kapazität kann es teurer sein, bei größeren Systemen ist es jedoch kostengünstiger.
Systemskalierung	Erfordert zusätzliche Batterien oder Reihenschaltungen für höhere Spannung.	Einfachere Skalierung, insbesondere bei größeren Systemen mit weniger Komponenten.

Fazit: 12 V vs. 24 V, was ist das Richtige für Sie

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die wichtigsten Faktoren, die Ihre Wahl zwischen 12-V- und 24-V-Systemen beeinflussen, die Kompatibilität mit den Geräten, die Sie betreiben möchten, die Gesamtwattzahl dieser Geräte und die zukünftige Skalierbarkeit sind.

Da die Lastleistung den für ein elektrisches Gerät erforderlichen Strom bestimmt, wirkt sich dies auf die Kabelgröße, den Energieverlust und die Gesamteffizienz aus.

Um die beste Entscheidung für Ihren Bedarf zu treffen, ist es ratsam, zuerst die Geräte zu planen, die Sie mit Strom versorgen müssen, und dann die Batteriespannung auszuwählen, die Ihren Leistungsanforderungen entspricht.

Allgemeine Richtlinien:

• Beim Betrieb von Geräten mit einer Gesamtleistung von unter 3000W ist ein 12V-System im Regelfall ausreichend.
• Für Systeme mit einem Bedarf von 3000 W bis 4000 W wird aufgrund der besseren Effizienz und geringerer Verkabelungskosten ein 24-V-System empfohlen.

Wenn Sie ein 12-V-System verwenden, aber Geräte mit höherem Bedarf mit Strom versorgen müssen, können Sie auf ein 24-V-System aufrüsten, indem Sie zusätzliche 12-V-Batterien in Reihe schalten. Möglicherweise benötigen Sie auch einen DC-DC-Wandler, um die Systemspannung an Ihre Ladequelle anzupassen, z. B. einen 12-V-Generator oder ein Solarpanel. Ein Upgrade auf 24 V kann die Skalierbarkeit verbessern, den Stromfluss reduzieren und die Energieeffizienz steigern, insbesondere bei größeren Systemen. Darüber hinaus können separate 12-V- und 24-V-Solarsysteme die Einrichtung vereinfachen und die Komplexität reduzieren.